Производство гипса

    Гипсовое вяжущее в сушильных барабанах получают путем обжига гипсового камня в виде щебня размером до 20 мм. Сушильный барабан представляет собой сварной стальной цилиндр, вращающийся на опорных роликах со скоростью 2—3 оборота в 1 мин. Барабан устанавливают с наклоном к горизонту 3—5° и приводят во вращение электродвигателем. Гипс для обжига в виде щебня размером до 35 мм с помощью питателя подают в приподнятый конец барабана через загрузочную воронку; благодаря наклону 1 барабана он перемещается в нем в осевом направлении к разгрузочной воронке. В зависимости от выбранного направления потока горячих газов в барабане к загрузочному или разгрузочному концу его пристраивают топку. В первом случае направление движения горячих газов ! и материала в печи совпадает, и барабан работает по принципу прямотока; во втором случае — газы и материал движутся навстречу друг другу (противоток). Эта схема отличается пониженным расходом топлива. Сушильные барабаны могут работать на твердом (кусковом и пылевидном), жидком и газообразном топливе. Удельный расход топлива в них составляет около 5% массы готового продукта. Для обжига гипса применяют сушильные барабаны производительностью 5—15 т/ч. Технологические процессы производства гипса с обжигом его во вращающихся печах непрерывные, и поэтому легко осуществить их автоматическое управление. Получать гипс по этому способу экономично.

При обжиге гипса во взвешенном состоянии совмещают две операции: измельчение и обжиг. В мельницу (шахтную, шаровую или роликовую) подают гипсовый щебень и одновременно нагнетают горячие дымовые газы. Образующиеся при размоле мельчайшие зерна гипса товарной фракции увлекаются из мельницы потоком дымовых газов и в процессе транспортирования в раскаленном газовом потоке обжигаются. Пылевоздушная смесь поступает в циклоны и фильтры для осаждения гипса. Наибольшую производительность из рассмотренных схем имеет последняя, затем схема обжига в сушильных барабанах и, наконец, в варочных котлах. Однако первые две схемы существенно уступают по качеству продукции (как уже было описано выше) схеме с варкой гипса. При затворении порошка гипса водой полуводный сернокислый кальций CaSO4-05H2O, содержащийся в нем, начинает растворяться до образования насыщенного раствора и одновременно гидратироваться. В результате образовавшийся насыщенный раствор полугидрата оказывается пересыщенным по отношению к двугидрату. Пересыщенный раствор в обычных условиях не может существовать — из него выделяются мельчайшие частицы твердого вещества — двуводного сернокислого кальция. По мере накопления этих частиц они склеиваются между собой, вызывая загустевание (схватывание) теста. Затем мельчайшие частицы гидрата начинают кристаллизоваться, определяя этим образование прочного гипсового камня. Дальнейшее увеличение прочности гипса происходит вследствие высыхания твердеющей массы и более полной кристаллизации при этом. Твердение гипса можно ускорить сушкой, но при температуре не выше 65°С во избежание обратной дегидратации двуводного гипса.

На основании вышеизложенного  можем придти к выводу, что  наиболее рациональным вариантом с точки зрения качества готовой продукции будет  использование  технологической схемы  с применением варочных котлов периодического действия.

В соответствии с  выбранной  технологической схемой используется гипсовый камень размером 300…500 мм, который подвергается первичному дроблению в щековых дробилках до размера кусков 30..50 мм. Рабочим раздавливающим органом щековой дробилки служат две дробящие поверхности - щеки, неподвижная и подвижная. Материал, поступая сверху через загрузочное отверстие, заклинивается между щеками и при надавливании на него подвижной щеки раздавливается. Образовавшиеся при этом мелкие куски ссыпаются в нижнюю часть дробящей полости и снова раздавливаются нажатием подвижной щеки. Так происходит до тех пор, пока размер зерен материала не окажется меньше размера нижней разгрузочной щели дробилки. Изменяя размер этой щели, можно регулировать наибольшую крупность дробленого продукта. Основной помольной установкой для измельчения гипса является шахтная мельница, представляющая собой молотковую мельницу с гравитационным сепаратором. Эта мельница служит не только для помола, но и для сушки гипса. Температура газов при выходе из мельницы находится в пределах 300…5000. Тонкость помола материала и производительность  мельниц зависят от скорости газового потока. Газопылевая смесь после выхода из мельниц проходит через систему пылеулавливающих устройств – циклонов. Они имеют верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую части. Запыленные газы подводятся по касательной в верхней части циклона через входной патрубок. В циклоне газовый поток приобретает вращательное движение. При этом взвешенные частицы пыли под действием центробежной силы отбрасываются на внутреннюю поверхность цилиндра и по ней соскальзывают в коническую часть — пылесборник. В данном случаях нам  необходимо  очищать большие объемы газа, содержащего тонкую пыль, вместе с уже имеющимися циклонами установлены группы параллельно соединенных циклонов малого диаметра. Так как значение центробежной силы, создаваемой в циклоне, обратно пропорционально его радиусу, объединение циклонов меньшего диаметра в секции дает возможность, не уменьшая их производительности, довести степень очистки газов в батарейных циклонах до 80—98%.Движение газов в системе принудительное и осуществляется за счет работы центробежных вентиляторов. Осажденный в процессе пылеочистки  гипсовый порошок поступает в расходные бункеры над варочными котлами. В зависимости от температуры газов при выходе из мельниц температура порошка может колебаться от 70 до 950С. По мере прекращения парообразования и увеличения плотности полученных продуктов дегидратации гипса масса уплотняется и снижается ее уровень в котле (первая «осадка» порошка). Вторая «осадка» наблюдается в последний период варки и  соответствует обезвоживанию полугидрата сульфата кальция до растворимого безводного сульфата кальция (ангидрита).Готовый продукт выгружается из котла в приемный бункер, откуда механическим и пневматическим транспортом передается в силосные склады для  хранения и отгрузки потребителю. Выбранная технологическая схема изображена на рисунке 1. 

Рисунок 1-технологическая  схема производства строительного  гипса. 1- бункер гипсового камня;2- ленточный  конвейер; 3- щековая дробилка;4- элеватор цепной;5-расходный бункер гипсовой щебенки;6-тарельчатый питатель;7-шахтная мельница;8-циклоны;9-батаеря циклонов;10,12-вентиляторы;11,15-рукавыне фильтры;13,18-винтовые ковейеры;14,17-калориферы;16-камера пылеосаждения;19-паровпрвод;20-гипсоварочный котел;21-бункер твердого топлива;22-топка;23-бункер гипсовой муки;24,26-питатели;25-бункер томления;27-элеватор;28-винтовой конвецер;29-силосы гипсового вяжущего;30-газопровод

Оборудование, участвующее  в производственном процессе представлено   таблице 4.

Продолжение таблицы 4

Качество строительной продукции зависит от ряда факторов, и прежде всего

от организации на  производстве работы системы качества в соответствии с требованиями государственных  стандартов.  На производстве осуществляют следующие основные виды контроля качества:

входной (контроль сырьевых материалов, вспомогательных материалов) осуществляется лабораторией предприятия операционные - проверка соблюдения нормативных требований в процессе выполнения технологических операций в соответствии с  технологическими регламентами, осуществляется техническим персоналом цехов приемочный, осуществляется службой отдела технического контроля, которая представлена в таблице5

Карта технологического контроля таблица 5

5.КОМПОНОВКА ЦЕХА ОСНОВНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Компоновка цехов по производству строительного гипса  преследует цель наиболее рационально  разместить производственное оборудование, чтобы обеспечить удобство и безопасность его монтажа, ремонта и обслуживания, непрерывность технологического потока, наименьшее расстояние транспортировки материалов от одного участка к другому при наименьшем числе транспортных устройств. Технологическое проектирование цехов по производству гипсовых вяжущих должно осуществляться на основе «Общесоюзных норм технологического проектирования предприятий по производству гипсовых вяжущих и изделий». При одновременном проектировании дробильно-сортировочных фабрик и установок входящих в состав цехов по производству гипсовых вяжущих необходимо руководствоваться  «Общесоюзными нормами технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов».   Гипсоварочные цехи в большинстве случаев не блокируются с другими цехами предприятия, за исключением силосных складов гипсового вяжущего и трансформаторных подстанций. При подборе и компоновке  оборудования гипсоварочных цехов целесообразнее объединить основные агрегаты в один блок: котел, мельница и пылеосадительные аппараты. Необходимая мощность цеха (33 тыс.тон) достигается установкой одного такого блока. Дробильно-помольное отделение примыкает непосредственно к цеху варки гипса. Для приема, доставляемого со склада гипсового камня устраивается углубленный в землю бункерный приямок, под которым проходит ленточный транспортер. Перед приямком предусматривается бетонированная площадка для подачи и разгрузки опрокидных вагонеток. Приямок граничит со стеной дробильного отделения, а в стене оставляется проем для питающего дробилки транспортера. Дробленая щебенка элеватором подается в расходный бункер, питающий помольные установки. Поскольку в технологической схеме используется шахтная мельница, проектируется высотная часть здания для размещения самой мельницы, бункеров щебня и системы пылеосадительных устройств. Высотная часть распределена на площадки на отдельные этажи. В нижнем устанавливается рабочая камера мельницы с мотором, приводящим в движение ротор с билами, здесь же предусмотрен подвод теплоносителя в мельницу. Шахта мельницы примыкает непосредственно к помольной камере и проходит через все этажи. На второй снизу площадке расположен тарельчатый питатель для загрузки мельницы щебенкой. К балкам перекрытия второго этажа (третья площадка) подвешивают бункеры для щебня и готового измельченного гипсового порошка. На четвертой площадке установлены пылеосадительные аппараты. Разгрузочные секции пылеосадительных аппаратов опущены через проемы в площадке и выходят на третий этаж. Герметичными патрубками, снабженными шлюзовыми затворами, все пылеосадители присоединяются  к одному общему закрытому винтовому транспортеру, распределяющему гипсовый порошок по питательным бункерам над варочными котлами. Отделение обжига изолировано от помольного отделения капитальными стенами. Для создания лучших санитарно-гигиенических условий топки гипсоварочных котлов вынесены в специальные отделения. Расположение бункеров питающих варочные котлы сырым гипсовым порошком смещено относительно оси варочных котлов, для того чтобы соединяющие их патрубки имели наклон к линии горизонта не менее 40⁰С. Такое расположение течек предохраняет от резкого завала котла порошком из бункера. Бункер томления для готового гипса располагается непосредственно перед фронтом варочных котлов, расстояние  крышки камеры до выгрузочного отверстия обеспечивает удобный доступ для наблюдения, регулирования и ремонта разгрузочного затвора. Бункер  снабжен вытяжной трубой для быстрого удаления воздуха при его заполнении готовым гипсом. Так как вместе с воздухом удаляется некоторое количество тонкого гипса, эта вытяжная труба включена в общую пылеосадительную систему цеха.